Главная  Новости  Гостевая  Комментарий  Ссылки   Дневник  English  Deutsch  Français  El español

Статья из книги А.Н. Пономарева

1984 год.

 Фактор скорости для самолетов-истребителей будущего
 

Первые самолеты использовались для уничтожения наземных видов оружия, а затем самолеты--истребители стали применяться для перехвата самолетов противника. Большое значение стал приобретать фактор превосходства в скорости; это было очевидным в результате воздушных боев и оценки конструкции самолетов, применявшихся во время первой мировой войны. Поэтому в послевоенный период конструкторы самолетов старались получить большие скорости полета на создаваемых самолетах. Это казалось необходимым применительно к истребителям для перехвата и уничтожения бомбардировщиков и применительно к бомбардировщикам для ухода из-под атаки истребителей. Вторая мировая война, видимо, не внесла принципиальных изменений в концепции боевых самолетов. Основная цель состояла в достижении больших скоростей, причем это требование распространялось и на крейсерскую скорость, что было характерным для винтовых самолетов. Боевые реактивные самолеты появились в конце второй мировой воины, а поэтому их характеристики не могли быть проверены полностью в боевых действиях.

Впервые реактивные самолеты широко использовались во время войны в Корее. Максимальные скорости основных противодействующих самолетов воюющих сторон соответствовали числу М=0,9. Поскольку их максимальные крейсерские скорости тоже достигали этой величины, то самолеты осуществляли полеты на скоростях, близких к максимальным. Истребитель, обладающий несколько большими скоростями полета и скороподъемностью по сравнению со своим противником, было довольно трудно поразить в воздушном бою. Американские самолеты F-84 иF-80, имевшие несколько меньшие скорости, чем самолет F-86 (М=0,8), часто в ходе воздушных боев выполняли полеты на максимальных скоростях, особенно при уклонении от атак самолетов противника.

Тенденция увеличения максимальных скоростей сохранялась и после войны. В этот период были созданы сверхзвуковые американские самолеты F-100, F-101, F-102, F-104, F-105, F-106, F-4; во Франции — самолеты «Мистер» 4В, «Мираж» ЗС; в Великобритании — самолет «Лайтнинг». Стандартным требованием являлось достижение максимальной скорости, соответствующей числу М==2,2. Однако анализ результатов более 100000 боевых вылетов (по сообщениям иностранной печати), выполненных вовремя войны во Вьетнаме самолетами, обладающими максимальными скоростями, соответствующими числу М=2, показал, что в боевых условиях над северным Вьетнамом не было зарегистрировано почти ни одной секунды полетного времени на скоростях, соответствующих числу М==1, или выше, и было зарегистрировано мало полетного времени на скоростях, превышающих число М=1,2. Преобладающее количество боевых операций и маневрирование в воздушном бою осуществлялось на скоростях, соответствующих числу М<1,2, и на высотах ниже 6100 м. Максимальные скорости перестали применяться в воздушном бою.

Возникает вопрос, почему же все самолеты, начиная с самолета СПАД периода первой мировой войны, до самолета «Спитфайер» периода второй мировой войны и самолета F-86, использовавшегося во время войны в Корее, довольно часто действовали на максимальных скоростях, а современные самолеты на таких скоростях почти не летают? Почему немецкие летчики, летавшие во время первой мировой войны на самолетах «Фоккер» D-VII, а во время второй мировой войны на самолетах «Мессершмитт» В-109 и на реактивных самолетах Ме-262, часто использовали максимальную скорость полета, тогда как современные F-4 и F-104 никогда не летают на скоростях, соответствующих числу М=2. Полагают, что существовало определенное сходство между самолетами нескольких поколений СПАД, F-26, F-35, F-40, F-51, F-80 и F-86. Их максимальная скорость примерно на 10—20% превышала крейсерскую. В противоположность этому крейсерская скорость современных самолетов соответствует числу М=0,85—0,95, в то время как их максимальная скорость соответствует числу М=1,6—2,2. Таким образом, максимальная скорость современных самолетов превышает их крейсерскую в 2 или 3 раза. Следует объяснить, почему же на современных самолетах максимальная скорость стала значительно превышать крейсерскую? Это произошло в результате появления форсажного режима двигателя. Форсажная камера позволяет развивать тягу на единицу массы (Р/m) свыше 7—10, но расходует при этом в 2—4 раза больше топлива, чем двигатель, работающий без форсажа. Чем выше скорость самолета, тем большую тягу развивает двигатель с форсажной камерой, которая необходима для маневрирования с высокими перегрузками, для взлета с коротким разбегом, достижения высоких ускорений и большой скороподъемности.

В зарубежной печати сообщалось, что маневрирование с большими перегрузками не является устойчивым режимом на сверхзвуковых скоростях. Даже маневрирование со средними перегрузками редко выполняется на дозвуковых скоростях, соответствующих числу М=1,2. Летчик может использовать более высокие мгновенные угловые скорости разворотов (перегрузки 5—6 при числе М=1,5), но отрицательное ускорение заставляет его быстро уменьшать высоту и скорость до величины, соответствующей числу М<1. Делается вывод, что истребители 60—70-х годов способны: развивать высокие максимальные скорости в течение очень небольшого времени (0—2 мин) или на очень малой дальности (0—74 км); осуществлять маневрирование с установившимися или максимальными перегрузками только при числе М<1,2; вести только кратковременные воздушные бои при числе M>1.

Более того, из-за требования достижения числа М==2 самолеты имели ряд недостатков, заключавшихся в увеличении их массы и сложности оборудования, что приводило к ухудшению маневренности, сокращению возможного числа боевых вылетов и снижению уровня боеготовности. Увеличение массы было связано с применением сложной силовой установки, для которой требовались воздухозаборники изменяемой геометрии. Ухудшение маневренности даже на дозвуковых и околозвуковых скоростях было вызвано этой дополнительной массой и дросселированием потока воздуха изменением геометрии воздухозаборников.

Следует сказать, что максимальные скорости, используемые при выполнении боевых задач, не являются реальными максимальными скоростями этих самолетов. Максимальная средняя скорость, достигаемая самолетом с необходимой в боевых условиях полезной нагрузкой, является более показательной его характеристикой, чем максимум скорости, который может быть получен. К критериям, которые определяют максимальную скорость самолета, относятся: максимум скорости при условии равенства тяги лобовому сопротивлению (примерами таких самолетов являются самолеты F-100 и F-5Е; они имеют достаточный запас топлива для достижения этой скорости);

максимум скорости при условии нежелательности дальнейшего ускорения ввиду ограничений по прочности конструкции самолета или двигателя; для достижения таких условий полета самолет имеет достаточный запас топлива (примером являются самолеты F-104А и F-104D, которые обычно называют самолетами с ограниченной скоростью);

максимум скорости при наличии ограничений по запасу топлива. Самолет и дальше может лететь с ускорением, но вынужден ограничить скорость, чтобы сохранить топливо для возвращения на базу. Такой самолет можно называть самолетом с ограниченными боевыми возможностями. По-видимому, справедливо, что крейсерская скорость является определяющим фактором целесообразности применения других скоростей. Степень различия между крейсерской и максимальной скоростями становится критерием несоответствия между ними. Более точно: если радиус действия самолета при полете с максимальной скоростью составляет значительную часть радиуса его действия при полете с наилучшей крейсерской скоростью, то максимальная скорость является эффективной. Этот же критерий может, вероятно, использоваться для оценки любой другой скорости.

Приведенный анализ позволяет судить о том, что самолеты, в технических характеристиках которых предусматривается достижение скорости, соответствующей числу М>2, в боевой ситуации не могут использовать эту скорость. Отсюда вывод: если летчик истребителя не использует или не может использовать скорости, соответствующие числу М>2, то противник не будет их принимать в расчет. Создание действительно сверхзвуковых истребителей, обладающих скоростью полета, соответствующей числу М=2, возможно, а понятие «действительно сверхзвуковые» в применении к имеющимся истребителям пока не однозначно.

9 июня 2005 года